Large Hadron Collider
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Large Hadron Collider (LHC) er verdens største partikkelakselerator som for øyeblikket bygges i CERN, i Sveits. LHC skal etter planen settes i drift i 2007.
Innhold |
[rediger] Formål
Formålet med aksleratoren er å søke tilbake i tid til få millisekunder etter Big Bang. Ved å sende to stråler av partikler mot hverandre med svært høy energi, kan en gjenskape den dannelsen av partikler en forestiller seg fant sted umiddelbart etter Big Bang. En kan dermed, ut fra partiklene som blir dannet i kollisjonen mellom de to strålene, finne ut hvilke stoffer og partikler som kan ha blitt dannet i kollisjonen. Partiklene som brukes er relativt tunge - dette for å kunne danne en så høy kinetisk energi som mulig. Kinetisk energi er avhengig av masse og hastighet - jo høyere masse og hastighet: jo mer energi.
[rediger] Kort og forenklet beskrivelse av virkemåte
For å akslerere partiklene opp til hastigheter tett oppunder lysets hastighet, sendes partiklene gjennom rør i en 27 kilometer lang tunnel, som opprinnelig ble bygget for et annet eksperiment på 1980-tallet. En lager to partikkelstrømmer som hver går i egne rør, motsatt vei. Inne i tunnelen blir partiklene ledet rett vei av magneter. De magnetiske kreftene må være nøyaktig avstemt slik at de avbøyer de ladde partiklene akkurat så mye som avbøyningen i røret tilsier. Når partiklene har nådd sin høyeste hastighet, regner man med at de vil gå 11000 runder i tunnelen per sekund, og når dette er oppnådd vil en så bringe partikkelstrålene til å kollidere inne i detektorene, hvor den største av disse detektorene er ATLAS, som vist på bildet.
[rediger] Deteksjon av partikkelkollisjon
ATLAS består blant annet av åtte sterke magneter[1], som skaper et magnetfelt som holder partikkelstrålene på plass inne i det vesle metallrøret hvor selve kollisjonen finner sted. Magnetfeltet vil ha en styrke på 4,9 Tesla, som er et veldig sterkt felt: jordens magnetfelt er ca 0,00005 Tesla. For å oppnå dette er magnetene kjølt ned til –269°C, ved hjelp av flytende helium. Dette gjør de elektriske lederne inne i magnetene superledende, og hindrer magneten i å overopphetes og smelte. Se ellers elektromagnetisme.
Inni magnetene og rundt magnetfeltet er det plater i metall koblet til elektriske kretser som vil detektere partikler som passerer, eller fange dem opp og registrere hvordan de oppfører seg. For eksempel vil noen partikler dele seg opp i mindre biter, og ved å plassere kollisjonene inne i et sterkt magnetfelt, kan en utnytte den magnetiske kraftens påvirkning på visse partikler. Når en ladd partikkel blir plassert i et magnetfelt og gitt en hastighet inne i feltet, vil den magnetiske kraften virke på partikkelen og bøye den av - ved å måle radien i sirkelen partikkeles bane danner, kan en regne seg frem til hvor stor masse partikkelen må ha - og dermed kan en finne ut hvilket stoff eller hvilken partikkel en har med å gjøre. Om massen og radien ikke stemmer med noe en kjenner fra før, har en kanskje oppdaget en helt ny partikkel. Mange partikler er funnet i CERNs laboratorier nettopp ut fra denne sammenhengen.
[rediger] Framtid
LHC vil som sagt forsøke å gjenskape tiden umiddelbart etter Big Bang, for å øke vår viten om universets dannelse og ekspansjon. Partikkelaksleratoren og detektorene er ventet å stå ferdig i 2007, og en håper på å begynne eksperimentene i november 2007.
